混沌同步控制理論及其在信息加密中的應(yīng)用研究.pdf

1、為了駕馭混沌，本文融合混沌動(dòng)力學(xué)、先進(jìn)控制理論、現(xiàn)代密碼學(xué)和現(xiàn)代通信技術(shù)的新成果，采用理論分析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的研究方法，對(duì)混沌同步控制方法、同步性能及其在信息加密中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛和深入的研究。 首先回顧了混沌理論與應(yīng)用研究的發(fā)展歷程，特別是混沌保密通信的研究現(xiàn)狀；對(duì)混沌同步方法的研究進(jìn)行了全面綜述，總結(jié)了混沌同步研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題；對(duì)基于混沌同步原理的混沌保密通信技術(shù)和混沌加密技術(shù)的研究現(xiàn)狀和特點(diǎn)進(jìn)行了歸納，明確了論

2、文的主攻方向。 論文研究了基于Jacobi矩陣QR分解的Lyapunov指數(shù)計(jì)算算法原理；采用Matlab6.5軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基于該算法的Lyapunov指數(shù)計(jì)算程序，該方法不僅能夠精確求解非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的Lyapunov指數(shù)譜和分?jǐn)?shù)維，而且能計(jì)算同步系統(tǒng)的條件Lyapunov指數(shù)；分析了迭代次數(shù)、計(jì)算步長(zhǎng)、解法器和初值等因素對(duì)計(jì)算精度的影響。為混沌同步控制研究奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。 為了指導(dǎo)混沌同步的深入研究和提高

3、系統(tǒng)的同步性能，系統(tǒng)地提出了混沌同步系統(tǒng)的七大性能指標(biāo)，討論了控制器參數(shù)與同步性能之間的關(guān)系；設(shè)計(jì)了一種能實(shí)現(xiàn)一般連續(xù)混沌系統(tǒng)和超混沌系統(tǒng)同步的多變量驅(qū)動(dòng)誤差反饋控制器；研究了離散混沌系統(tǒng)的線性和非線性同步控制問(wèn)題，導(dǎo)出了離散混沌系統(tǒng)的同步條件?；贛atlab/Simulink的數(shù)值仿真證明了誤差反饋控制同步方法的有效性和對(duì)同步性能討論的正確性。 基于Lyapunov穩(wěn)定性理論和Pecora-Carroll漸近同步原理，采用自

4、適應(yīng)同步控制策略，分別在確定參數(shù)和不確定參數(shù)情況下，研究了統(tǒng)一混沌系統(tǒng)的同步控制問(wèn)題；提出了基于統(tǒng)一混沌系統(tǒng)的混沌鍵控(CSK)數(shù)字保密通信方案，接收端采用相干解調(diào)方式恢復(fù)信息。理論分析和數(shù)值仿真表明系統(tǒng)具有很好保密性能和抗干擾性能。 在比較了混沌系統(tǒng)與傳統(tǒng)密碼算法之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上；提出了安全混沌概念和混沌的安全性充分條件；分析了混沌序列加密的基本原理。討論了Logistic混沌映射的統(tǒng)計(jì)特性，設(shè)計(jì)了基于Logistic混

5、沌序列的數(shù)據(jù)加密模型和加密算法，采用模塊化設(shè)計(jì)方法和多線程技術(shù)，在微軟公司VS.Net開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于該算法的混沌加密軟件，實(shí)現(xiàn)了文本、數(shù)據(jù)、圖像等靜態(tài)文件的信息加密。 為了實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)加密傳輸，提出了實(shí)現(xiàn)混沌系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同步的“等間距驅(qū)動(dòng)同步”方法；設(shè)計(jì)了一種基于混沌映射與3DES加密算法相結(jié)合的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流加密方案；在自適應(yīng)通信環(huán)境(ACE)平臺(tái)上，采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP/RTCP)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音信號(hào)的實(shí)時(shí)加密